C++字符串与数值的转换
字符串转换
C风格字符串
简单转换函数
#include <stdlib.h>
int atoi(const char *str);
long atoi(const char *str);
long long atoll(const char *str); //(c99)
以上三个函数将str所指向的字符串转化为整数。转化过程会忽略所有的前置空白符，直到找到首个非空白符，然后尽可能多的接受包含以下部分的合法整数：
- （可选的）正负号
- 数字
转化成功时，函数返回字符串对应的整数值；若无法进行转换，则返回0；如果转换结果超出了返回类型的范围，则返回值未定义。
指定进制的转换函数
#include <stdlib.h>
long strtol(const char *str, char **str_end,
int base);
unsigned long strtoul(const char *str, char **str_end,
int base);
long long strtoll(const char *str, char **str_end,
int base); //(c99)
unsigned long long strtoull(const char *str, char **str_end,
int base); //(c99)
#include <inttypes.h>
intmax_t strtoimax(const char *str, char **str_end,
int base); //(c99)
uintmax_t strtoumax(const char *str, char **str_end,
int base); //(c99)
以上六个函数将str所指向的字符串转化为整数。转化过程会忽略所有的前置空白符，直到找到首个非空白符，然后取尽可能多的字符组成base进制的整数，合法的整数包含以下部分：
- （可选的）正负号
- （可选的）8进制前缀（0）。
- （可选的）16进制前缀（0x或0X）。
- 数字。
参数base用于指定进制。可能取值为0到36之间的整数。如果base为0，则函数自动检测进制数，如果前缀为0，则为8进制；如果前缀为0x，则为16进制；否则为10进制。
参数str_end用于返回最后一个被转换字符的后一个字符的地址。如果传入空指针，则忽略它。
函数调用成功后返回字符串对应的整数值；若无法进行转换，则返回0；如果转换结果超出了返回类型的范围，则返回LONG_MAX、LONG_MIN、ULONG_MAX、LLONG_MAX、LLONG_MIN、ULONG_LONG_MAX、INTMAX_MAX、INTMAX_MIN、UINTMAX_MAX、0中最接近的值，并设置errno(ERANGE)。
浮点数转换函数
#include <stdlib.h>
double atof(const char *str);
该函数将str所指向的字符串转化为双精度浮点数。转化过程会忽略所有的前置空白符，直到找到首个非空白符，然后取尽可能多的字符组成浮点数，合法的浮点数可以是以下形式之一：
- 十进制浮点数，由以下部分组成：
- （可选的）正负号
- 非空的十进制数字序列，可以包含一个可选的小数点。
- （可选的）e或E，后跟一个合法整数。
- 二进制浮点数，由以下部分组成：
- （可选的）正负号
- 0x或0X
- 非空的十六进制数字序列，可以包含一个可选的小数点。
- （可选的）p或P，后跟一个合法整数（以2为指数的底数）。
- 无穷大，由以下部分组成：
- （可选的）正负号
- INF或INFINITY，不区分大小写
- NaN，由以下部分组成：
- （可选的）正负号
- NAN或NAN（char sequence），不区分NAN部分的大小写。char_sequence只能由数字、拉丁字母和下划线构成，返回值是一个QNAN（Quiet NAN）。
函数调用成功后返回字符串对应的浮点数值；若无法进行转换，则返回0.0；如果转换结果超出了返回类型的范围，则返回值未定义。
#include <stdlib.h>
float strtof(const char *str, char **str_end); //(c99)
double strtod(const char *str, char **str_end);
long double strtold(const char *str, char **str_end); //(c99)
以上三个函数用于将str所指向的字符串转化为浮点数。str部分的描述与atof一致，整体用法与指定进制的整数转换函数类似，只是无法显式指定进制。不做过多解释。
数值转换为字符串
C标准库中没有专门提供数值转换为字符串的函数，但可以使用格式化输出（sprintf和snprintf（c11））将数值输出到缓冲区中。
C++风格字符串
整数转换
#include <string>
int stoi(const std::string &str,
std::size_t *pos = 0,
int base = 10); //(c++11)
long stol(const std::string &str,
std::size_t *pos = 0,
int base = 10); //(c++11)
long long stoll(const std::string &str,
std::size_t *pos = 0,
int base = 10); //(c++11)
unsigned long stoul(const std::string &str,
std::size_t *pos = 0,
int base = 10); //(c++11)
unsigned long long stoull(const std::string &str,
std::size_t *pos = 0,
int base = 10); //(c++11)
以上函数将字符串str转化为整数。
参数pos用于返回str中参与转化的字符数。
参数base用于指定进制。
以上函数一般使用strto函数族实现，对于字符串的格式要求也与strto函数族要求一样。这里不再赘述。
转化成功时，函数返回字符串对应的整数值；若无法进行转换，则抛出std::invalid_argument异常；如果转换结果超出了返回类型的范围，或底层strto函数设置error（ERANGE）则抛出std::out_of_range异常。
浮点数转换
#include <string>
float stof(const std::string &str,
std::size_t *pos = 0); //(c++11)
double stod(const std::string &str,
std::size_t *pos = 0); //(c++11)
long double stold(const std::string &str,
std::size_t *pos = 0); //(c++11)
以上函数将字符串str转化为浮点数。
使用方法与stoi等函数一致，对于字符串的格式要求也与strtof函数族要求一样。这里不再赘述。
转化成功时，函数返回字符串对应的浮点数值；若无法进行转换，则抛出std::invalid_argument异常；如果转换结果超出了返回类型的范围，或底层strto函数设置error（ERANGE）则抛出std::out_of_range异常。
数值转换为字符串
#include <string>
std::string to_string(int value); //(c++11)
std::string to_string(long value); //(c++11)
std::string to_string(long long value); //(c++11)
std::string to_string(unsigned value); //(c++11)
std::string to_string(unsigned long value); //(c++11)
std::string to_string(unsigned long long value); //(c++11)
std::string to_string(float value); //(c++11)
std::string to_string(double value); //(c++11)
std::string to_string(long double value); //(c++11)
以上函数将数值转换为十进制字符串。参数value指定参数的值，返回值为转换后的字符串。当std::string构造异常时会抛出std::bad_alloc。
charconv
C++17提供了一组高性能，不抛出，不依赖本地环境的转换函数。在高吞吐量的环境下有良好的表现。
std::from_chars
#include <charconv>
struct from_chars_result {
const char *ptr;
std::errc ec;
};
enum class chars_format {
scientific = /*unspecified*/,
fixed = /*unspecified*/,
hex = /*unspecified*/,
general = fixed | scientific
};
std::from_chars_result from_chars(const char *frist,
const char *last, /* integer */ &value, int base = 10);//c++17
std::from_chars_result from_chars(const char *frist,
const char *last, /* floating */ &value,
std::char_format fmt = std::chars_format::general); //c++17
参数first指向要转换字符缓冲区的开头，参数last指向要转换字符缓冲区的结尾。value用于返回转换的结果，参数base指定转换的进制必须介于2与36之间。
- 对整数分析是，只识别正负号和数字。
- 对浮点数分析时：
- 不识别指数外的正号
- 若 fmt 设置了 std::chars_format::scientific 而没有设置std::chars_format::fixed ，则要求指数部分（否则可选）
- 若 fmt 设置了 std::chars_format::fixed 而没有设置std::chars_format::scientific ，则不允许可选的指数部分
- 若 fmt 为 std::chars_format::hex ，则不允许前缀 "0x" 或 "0X" （字符串"0x123"分析为值 "0"）。
函数调用成功后，返回一个std::from_chars_result结构体，ptr字段指向首个不匹配的字符，如果所有字符都匹配，则ptr=last，ec={}。
如果无匹配模式。则ptr=first，ec=std::errc::invalid_argument，不修改value的值。
如果如果转换结果超出了value类型的范围，则ec=std::errc::result_out_of_range，不修改value。
std::to_chars
#include <charconv>
struct to_chars_result {
char *ptr;
std::errc ec;
};
std::to_chars_result to_chars(chat *first, char *last,
bool value, int base = 10) = delete;
std::to_chars_result to_chars(chat *first, char *last,
/* integer */ value, int base = 10); //c++17
std::to_chars_result to_chars(chat *first, char *last,
/* floating */ value); //c++17
std::to_chars_result to_chars(chat *first, char *last,
/* floating */ value, std::char_format fmt); //c++17
std::to_chars_result to_chars(chat *first, char *last,
/* floating */ value, std::char_format fmt,
int precision); //c++17
参数[first, last)指定输出缓冲区，value为要转换的数值。
- 当value为整数类型时，value被转换为base进制的字符串存储在[first, last)指定输出缓冲区中。
- 当value为浮点数类型时，value被转换为字符串存储在[first, last)指定输出缓冲区中。
- 当fmt为std::chars_format::fixed则如同对应printf的转换指定为f若fmt为std::chars_format::scientific则为e若fmt为std::chars_format::hex则为a（但结果无前导"0x"），且若fmt为chars_format::general则为g。
- 参数percision指定浮点数的精度。
函数调用成功后，返回一个std::to_chars_result结构体，ptr字段指向最后一个被写入字符的后一位，ec={}。
如果发生错误，ec=std::errc::value_too_large，ptr=last，[first, last)中的状态未定义。
浙公网安备 33010602011771号